单片机的数字音乐盒设计
引言 2
(一) 设计背景及意义 2
(二) 研究方案的主要内容 2
一、 整体设计介绍 3
(一) 电路链接的整体框图 3
(二) 音乐盒播放原理 3
二、 系统硬件设计 4
(一) 概述 4
(二) 主控制模块设计 4
(三) LM386芯片功能 8
(四) LCD1602液晶显示模块 9
三、 软件程序设计 11
(一) 音调的确定 11
(二) 节拍的确定 13
四、 设计软件的介绍 14
(一) KEIL软件介绍 14
(二) Protel99 SE软件介绍 14
五、 仿真、调试和安装 15
(一) 硬件调试 15
(二) 软件调试 15
总结 16
致谢 17
参考文献 18
附录一 原理图 19
附录二 仿真图 20
附录三 元器件清单 21
附录四 源程序 22
引言
现如今电子产品已经越来越融入我们的生活,在各行各业都能看见形形色色电子产品,而这些电子产品不断的在升级,更新也日新月异。随着这样的发展,单片机的应用也更加广泛,并且朝着低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格等方向发展。在我们的日常生活中,可以说许多地方都有单片机的存在,并且还不止在生活日常上,甚至军事上也会有,比如说导弹的导航这些都有单片机的踪影。
随着科学技术的进步和经济的发展,人们对视听的感受越来越渴望,正常的人类接触到的信息也在不断增加并且日益复杂随着人类社会的发展 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
。如果单片机技术与本文所论述的液晶显示技术有着更好的结合的话,就会使信息和智能可视化渐渐发展起来。
设计背景及意义
随着很多事物的发展,很多人开始对视觉和听觉有了更高的追求。哪怕是一小片的音乐播放器也会让人感觉到智能感和幸福感,这是一种文化和精神上的愉悦。本文设计的就是基于单片机的音乐盒播放,因为它体积小,功能多,使用方便,重量轻,并具有一定的商业价值。
相比于传统的机械式音乐盒,电子式的音乐盒更加小巧并且音质更优美。传统的音乐盒金属发条容易变形,且存在许多外在因素导致跑调等情况。而电子式的音乐盒设计控制功能强,还可以曲谱编制自己喜欢的歌曲,相对而言更加智能。
研究方案的主要内容
基于51单片机的音乐播放器要求单片机可以控制乐曲音符,利用按键切换歌曲,利用扬声器发出声音并可以通过LM386调整声音的,按键可以暂停开始上一首下一首,最后的显示可以在1602LCD液晶上实现,歌曲可以自己写入音乐盒中,最后发出的音质优美,还能储存多首乐曲。
音乐基础:声音是一种物理现象,人的耳朵可以听见震动产生的方波信号,人的视力也可以看见许多颜色的物体并传送给大脑,听觉和视觉就是这样产生的。因为频率的音频脉冲不同是可以产生一段音乐的。所以我们想要听出美妙的音乐就需要相应音频的频率,利用周期计算出半周期,利用我们所学习的单片机的知识在I/O端口上得到这个脉冲。
整体设计介绍
电路链接的整体框图
本次所设计的系统结构的控制核心是AT89C51单片机,加上按键模块、晶振电路、复位电路、喇叭和显示模块组成。单片机负责控制按键的输入,最后音乐播放曲目和显示并且发音。系统组成的整体框图如下图1-1所示
图1-1系统整体框图
其中放歌模块为下图的音频放大电路:
图1-2 音频放大电路
我们可以用AT89C51的I/O口去产生频率,然后通过LM386功放让喇叭发音从而打到演奏的目的。
音乐盒播放原理
一般情况下,单片机演奏音乐的方式都是靠着频率从而发声的,换一种说法也就是不能与类似电子琴一样能发出多种音色的声音。所以说想要单片机奏乐你要懂得“音调”和“节拍”的概念。一个音符唱的高的频率就是音调的意思,一个音符唱多久的时间就是节拍的意思。我们经常定义中央C上方的A音在音乐上定义为标准,f=440Hz就是它的频率。当f2=2f1时也就是称f2比f1高一倍的频程。第一个音与第二个音或者后面的各种连在一起的音正好相差是相差一倍的频程的,这样的音在我们所说通俗的就是一个八度音。在这样的一个八度音内,一共是有12个的半音。我们所知道的音名其实是音级的称呼,被我们熟知的就是C D E F G A B也就是唱名do re mi fa so la xi,一个全音是由两个半音构成的,乐音体系中音高关系的最小单位叫做半音。虽然乐音中很多不同的音,但是最常见的就是这七个,其他的所有音名都是靠这样演变出来的。音符是在乐谱表上用来表示正在进行音的长短的符号。每一个不同的长度都是预示着不一样音符。音符被分为的种类有:二、四、八、十六、三十二和六十四分音符和全音符。
我们可以根据这样的关系得到音符的基本音调的频率,不过首先得知道的是十二个基本音调的频率。就算是基本的一个音调也是由两字节组成的。如果想要产生这样次数的延时,就要根据这样的音符字节关系才能确认,输出口要记得取反,该音调的高低音就可以这样实现。如果想要控制音乐演唱的速度就必须要根据所设置单位节拍从而进行延时的大小。所以说就可以简单的定义单片机的一个I/O端口取反,只要有合适的节拍的话就会有愉悦的音乐产生了。
系统硬件设计
概述
本次设计主要是基于AT89C51单片机为控制核心的,由主控模块(主控模块是核心模块)、按键模块、显示模块和播放模块组成的。AT89C51单片机控制整个系统的运行把各个电路连接成为一个整体。作为输出的话主要是功放、喇叭和液晶显示。声音的产生采用的是LM386的音频放大电路和播放模块作为核心。显示模块应用的是LCD1602显示,接入单片机后用于歌曲的显示,可以实现西文字符显示。
主控制模块设计
AT89C51简介
单片机的内部结构
单片机的内部有8位字长的CPU、32个可编程的I/O口、振荡器和时钟电路、4KB的程序存储器、128B的数据存储器RAM、6个中断源、2个16位定时/计数器等。
单片机的最小系统
单片机的最小系统图如图2-3所示:
图2-3 单片机最小系统
T
参数
Do
262
1908
229
Do
原文链接:http://www.jxszl.com/dzxx/dzkxyjs/31915.html
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